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【正文】 彼此間的邏輯關(guān)系。大多情況是按功能分區(qū)排列，顯示器之間盡力緊湊，以、縮小視野范圍。 按鈕開關(guān)所在面板的位置應(yīng)置于操作者的正前方效果最佳，越靠近邊緣，操作效果就越加降低，當(dāng)操作員不動時 ，按鈕開關(guān)的區(qū)域應(yīng)該在以肩為圓心，半徑為 610mm的半球形區(qū)域。要求精確調(diào)節(jié)的旋鈕，最好在與肩膀水平的上下區(qū)域內(nèi)，應(yīng)該盡量靠近被它控制的儀表顯示器。總之按鈕開關(guān)放在人手活動靈敏、辨別力最強、反應(yīng)最快、用力最大的空間范圍為最佳，可以按操作順序、重要性、使用頻繁程度安排，當(dāng)按鈕開關(guān)較多時，可按其功能分區(qū)，各區(qū)間可用線框、色彩等方法加以區(qū)分。特別重要的按鈕開關(guān)應(yīng)該放置于最醒目，最容易觸摸到的地方，如總開關(guān)、緊急停止開關(guān)等。 23 控制面板的空間布置 整個控制面板上分布有控制開關(guān)、指示燈等元件。由于其尺寸不一 ，所以在安排布置的時候需要從整體考慮，合理安排各個元件的位置，使得整個面板看起來美觀而且又實用， 控制面板上分為機車控制和水阻控制兩個區(qū)。 為了縮短控制臺的寬度，將水阻控制區(qū)與機車控制區(qū)上下放置，如圖 機車控制區(qū)布置按照機車上相應(yīng)元器件的布置習(xí)慣，無須進(jìn)行布置設(shè)計。其中 司機控制器的表面尺寸為 250mm 180mm，琴鍵開關(guān)的表面尺寸為 300mm 90mm，司機控制器與琴鍵開關(guān)的間距為 50mm，與控置面板下邊的距離取為 70，與上邊的距離取為50。 整個 機車控制區(qū)需要的寬度為： 180＋ 50＋ 70＝ 300mm。 如下圖所示： 空壓機司機控制器機車控制總控制過渡手動柴油機起動過渡燃油泵固定發(fā)電空壓機手動輔助發(fā)電空壓機自動電子勵磁故障勵磁起動泵過流發(fā)電固定發(fā)電故障勵磁差示壓力機壓保護中冷水溫接地 圖 4－ 2－ 3（ a） 水阻控制區(qū)內(nèi)需要布置 7 個信號燈和 11 個控制開關(guān)。 也就是 A 區(qū)域用以放置 指示 燈和按鈕開關(guān)， 指示 燈和其功能相對應(yīng)的按鈕開關(guān)放置在一起，顯示燈置于按鈕開關(guān)的上方。 7 個 指示 燈依次放在第一排， 11 個按鈕開關(guān)分兩排置于下面。 各個按鈕開 24 關(guān)和指示燈的間距應(yīng)該大于直徑尺寸，所選用的按鈕開關(guān)和指示燈的安裝尺寸除 11AK外直徑均為 25mm；由于實驗中，工作人員進(jìn)行的都是一只手的隨機操作，查閱人機工程資料，各個控制按 鈕之間的間距取為 40mm。 下降水泵點動下降水泵停止水泵工作連續(xù)下降點動上升上升連續(xù)上升加水升降過載放水停止加水水泵過載放水控制開始加水1AK2AK6AK10AK7AK9AK 5AK 4AK3AK8AK1XD2XD7XD 3XD6XD 5XD 4XD11AK 總電源極板停止圖 4－ 2－ 3（ b） 三排之間的間距取為 30mm，上邊距區(qū)取為 20mm，水阻區(qū)的寬度 =20+3? 25+2? 30=155mm 于是就可以得出這部分控制區(qū) 總寬度 =300+155=455mm 安裝尺寸如下圖所示： 25 圖 4－ 2－ 3（ c） 控制臺身形狀設(shè)計 控制臺臺身有幾種類型， 1．桌式控制臺：桌式控制臺的結(jié)構(gòu)簡單，視野開闊， 光線充足，操作方便。使用于顯示，控制器件數(shù)量較少的控制。 2．直柜式控制臺：其構(gòu)成簡單，臺面較大，視野效果較好，適用于顯示控制器件數(shù)量較多的控制，一般都用于無須長時間連續(xù)監(jiān)控的控制系統(tǒng)。 3．組合式控制臺：組合式的組合方式多種多樣，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可以將有關(guān)的電氣元器件配置在箱柜中，是一種風(fēng)格獨特的控制臺。 4．彎折式控制臺：它與弧形控制臺屬于一種形式，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適用于顯示控制器件數(shù)量很多的控制，一般用于長時間連續(xù)監(jiān)控的控制系統(tǒng)。與直柜式控制臺相比，具有監(jiān)視觀察視野佳，控制操作舒適方便等特點。 由于水電阻恒功率 控制臺的儀表顯示器、指示燈和控制按鈕的數(shù)目也相對較少，所以控制臺尺寸不宜過長，臺面設(shè)計也應(yīng)該盡量簡便、實用。 根據(jù)設(shè)計要求我們使用低臺式控制臺。 參照人機工程學(xué)坐姿控制臺的推薦尺寸以及儀表面板與控制面板的設(shè)計尺寸，初步將控制臺設(shè)計成下面的形狀 圖 4－ 3 A為控制設(shè)備區(qū)域，包括電機的正反轉(zhuǎn)連動控制、點動控制；循環(huán)水泵的啟動控制；注水系統(tǒng)的控制，也將信號燈設(shè)置在此區(qū)域內(nèi)，并且將信號燈設(shè)置在該操作按鈕的上方。 26 B為顯示區(qū)域，其中包括 主電流表、主電壓表；勵磁電流表、勵磁電壓表；溫度表以及電動機轉(zhuǎn)速表。 水平平臺 可以用來記錄儀表數(shù)據(jù)。 控制臺尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計 控制工作臺按照人機工程設(shè)計原則，應(yīng)該滿足以下要求： 1．結(jié)構(gòu)體的舒適度：工作臺必須按人體的尺寸進(jìn)行設(shè)計，各個設(shè)計參數(shù)的大小必須在使用群體中第 5 百分位數(shù) (少于 5%的人的身高低于該設(shè)計高 )至第 95百分位數(shù)(少于 5%的人的身高高于該設(shè)計高 )的人員可以接受。 ：顯示裝置的設(shè)置位置，應(yīng)該考慮人的視覺幾何參數(shù)、觀察圍、視距、觀察角和入射角等因素。保證人對顯示信息的準(zhǔn)確辯認(rèn)。 ：控制元件應(yīng)該設(shè)置在人的手可及范圍內(nèi)。 ：工作臺本身與相關(guān)設(shè)備的布局，以及工作空間及通道等的設(shè)計，應(yīng)該為人的活動空間留有足夠的裕量?？刂婆_面留出放置文件或書寫用的水平臺面。 控制臺各項數(shù)據(jù)設(shè)計 在現(xiàn)代化的生產(chǎn)系統(tǒng)中，控制器和顯示器往往都裝配在控制臺上。一臺設(shè)計良好的控制臺，應(yīng)是尺度宜人，操作方便，造型美觀，給人以舒適感。為此，控制臺的設(shè)計，應(yīng)考慮尺寸以及人的 生理、心理特性。同時操作人員工作時所采用的姿勢直接確定了實驗臺的高度。據(jù)測定，人立姿作業(yè)的能量消耗為坐姿操作的 倍，若上身傾 斜時操作可高達(dá) 10 倍。另外，坐姿操作的準(zhǔn)確性通常都高于立姿。對于作業(yè)時間持續(xù)較長，更應(yīng)該選擇坐姿。在設(shè)計中需要操作者長時間工作，且工作頻率較高，為減輕操作者的疲勞強度，所以采用坐姿式控制臺。 一．控制臺的高度 控制臺的高度應(yīng)該考慮到操作人員的視平線。若視平線在控制臺之間，一般多用于控制裝置與顯示裝置較多的場合。本控制臺的控制裝置與顯示裝置都不太多，所以取控制臺高度低于人眼視平線以下，可以方便監(jiān)視工作臺以外的信息。查閱人機工程項關(guān)資料， 人的坐姿視平線一般取 1200mm。 工作臺面的高度與手臂展開的范 圍存在一定的關(guān)系。根據(jù)人體手臂不同高度的活 27 動軌跡分析，當(dāng)采用坐姿臺面高度為 680～ 750 之間時，手臂的舒適活動范圍最大，考慮到滿足男女體征下的工作情況，設(shè)計將工作臺面的高度取為 725mm。 控制臺的高度 =MN+NO+OL=290?cos10176。 +455? sin60176。 +725= 控制臺的高度近似取成 1405mm。 二． 控制臺臺面的寬度 控制臺的深度及寬度設(shè)計是保持操縱者能快速、有效、準(zhǔn)確的進(jìn)行工作，因使按鈕及開關(guān)元器件布置在最佳工作區(qū)內(nèi)，由人機工程學(xué)中有關(guān)資料，著名的斯夸爾斯正常工作區(qū)域示意圖： 作業(yè)者右肩關(guān)節(jié)作業(yè)面邊緣 視野舒適區(qū)（半徑53。5 ）最大工作區(qū)手眼協(xié)調(diào)區(qū)推薦的控制臺作業(yè)面布置區(qū)域 圖 4－ 3－ 2(a) 圖中陰影區(qū)域可使的操作者具有良好的手 眼配合協(xié)調(diào)性。 坐姿操作時，操作中心與人中心距離在 400～ 500mm 之間。 臺面的寬度根據(jù)前面的設(shè)計過程，由于機車控制區(qū)的尺寸為 650mm290mm 。 所以將控制臺的寬度取為 750mm。 三．控制臺工作臺下面空間尺寸 在設(shè)計坐姿的工作臺時，必須根據(jù)腳的正?；顒臃秶诠ぷ髋_下部設(shè)置容膝的空間 ，以保證操作者在操作過程中，腿腳能有方便的自然姿勢，可以減少疲勞。 由人體特征尺寸表可知：標(biāo)準(zhǔn)坐姿時 臺面下的空間高度， 男性約為 600mm，女性約為 570mm。取男性特征為設(shè)計依據(jù)，考慮鞋底高度及舒適狀態(tài)下人體腿部的特征，工作臺面下的高度應(yīng)該不小于為 570mm～ 600mm，略微有一些坡度，以滿足標(biāo)準(zhǔn)坐姿時腿部對空間的要求。根據(jù)控制臺的推薦尺寸， 坡度取為 10176。，并通過一塊 30mm 的平 28 板過渡。 四．控制臺面的斜度 在設(shè)計中工作臺面一共有三個平面，下部的臺面不放置任何元器件，用以工作人員放置物品和記錄數(shù)據(jù)用；斜度為 60176。 部的臺面用來放置控制裝置和指示燈，作為控制面板；最上面臺面的斜度為 80176。，用來放置顯示儀表 。 五．控制臺臺身的厚度 臺身厚度根據(jù)控制臺內(nèi)部安裝元器件所占空間大小決定的，還要考慮控制臺整體結(jié)構(gòu)是否合理。因為本設(shè)計的控制臺沒有采用厚度較大的顯示器，所以上臺面后部所安裝元器件所占空間并不大，對上臺面后部的厚度并無特殊要求。本設(shè)計從控制臺整體結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性和合理性方面考慮，將控制臺上面總厚度取為 200mm，最底端的厚度取為 400mm. 綜上，控制臺各部分尺寸如下圖： 圖 4－ 3－ 2（ b） 29 結(jié)論 目前，我 國鐵路部門內(nèi)燃機車的電力測功裝置大多數(shù)是水電阻，除了在機車試驗中應(yīng)用，水電阻在其他領(lǐng)域有也得到了人們的認(rèn)可，例如在水電站，電機啟動方面都有它的用武之地。 設(shè)計當(dāng)中采用的是人工控制， 難保持給定點電流不變，從而造成試驗誤差大，重復(fù)精度差，穩(wěn)定性不好，影響了機車的試驗質(zhì)量，也增加了試驗人員的勞動強度。 因此如何利用測功裝置原有檢測信號和執(zhí)行元件，實現(xiàn)測功裝置水系統(tǒng)優(yōu)化控制，是保證試驗質(zhì)量的關(guān)鍵 。 在這次設(shè)計當(dāng)中，由于受到能力、經(jīng)驗的限制，在這次試驗中只是 對試驗過程整體上進(jìn)行了研究，在一些細(xì)節(jié)上考慮的并不是很周到，比 如水阻噪聲，以及它的自動化控制方面，希望各位指導(dǎo)老師諒解。 30 參考文獻(xiàn) [1]秦曾湟主編 . 電工技術(shù) . 高等教育出版社 , [2]廖念釗主編 . 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) . 中國計量出版社， [3]李云主編 . 機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊 . 機械工業(yè)出版社 , [4]吳宗澤、羅圣國 . 械設(shè)計課程設(shè)計手冊 . 高等教育出版社 , [5]錢志峰主編 . 工業(yè)設(shè)計基礎(chǔ) . 東南大學(xué)出版社， [6]朱序璋主編 .人機工程學(xué) .西安電子科技大學(xué)出版， [7]張 庭祥主編 . 通用機械設(shè)備 . 冶金工業(yè)出版社， [8] 龔桂義主編 . 機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書 . 高等教育出版社， [9]楊可楨、程光蘊主編 . 機械設(shè)計基礎(chǔ) . 高等教育出版社， [10]祝懿權(quán)主編 . 實用五金手冊 . 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， [11]薛瑞福主編 .電力拖動與控制 .上海交通大學(xué)出版， [12]伍宏主編 . 常用機械設(shè)設(shè)備及電氣控制 . 廣東科技出版社， 。